Glukosamin Sebagai Inhibitor Bgl2 dan Pengaruhnya dalam Eradikasi Biofilm Candida albicans Bersama Ekstrak Glukanase

ADLN – PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA

Glukosamin Sebagai Inhibitor Bgl2 dan Pengaruhnya dalam Eradikasi Biofilm Candida albicans Bersama Ekstrak Glukanase

SKRIPSI

HERA LISNA GINAWATI

PROGRAM STUDI KIMIA DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA 2016

SKRIPSI

GLUKOSAMIN SEBAGAI INHIBITOR…

HERA LISNA GINAWATI


SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI Skripsi ini tidak dipublikasikan namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah.

Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul ”Glukosamin Sebagai Inhibitor Bgl2 dan Pengaruhnya dalam Eradikasi Biofilm Candida albicans Bersama Ekstrak Glukanase”. Penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

Prof. Dr. Afaf Baktir, M.S., Apt. selaku dosen pembimbing I dan Prof. Dr. Ni Nyoman Tri P., M.Si selaku dosen pembimbing II atas waktu, bimbingan dan nasehatnya selama penyusunan skripsi ini, Dr. Pratiwi Pudjiastuti dan Abdulloh, S.Si.,M.Si selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan saran dan masukan dalam perbaikan skripsi ini, Dr. Pratiwi Pudjiastuti, M.Si. selaku dosen wali atas motivasi dan dukungan yang telah diberikan, Dr. Purkan M. Si., selaku Ketua Departemen Kimia yang senantiasa memberikan dukungan, Bapak dan ibu dosen Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga atas segala ilmu dan bimbingan yang telah diberikan, Pengurus laboratorium, khususnya pak Damam atas dukungannya dalam berbagai pekerjaan di laboratorium Mas Ridzky yang selalu membantu dan mendampingi selama melakukan penelitian di Rumah Sakit Khusus Infeksi (RSKI) UNAIR Papa, mama, Ervin, Irham, yang selalu memberikan kasih sayang, doa yang tak pernah putus, semangat, dan motivasi selama penyelesaian skripsi, Keluarga besar H. Didin Kamaludin dan H. Uju Abdullah yang selalu mendukung dan mendoakan Teman-teman laboratorium biokimia, Anita, Dita, Marsha yang menemani selama perkuliahan hingga selesai Sisil, Mbak Windy, Mbak Rany, Ovi dan Maheswari (Rizkita, Eki, Puteri dan Novinda) yang senantiasa mendukung dan memberikan semangat, Teman-teman “Angkringan Vintage” Faris, Zuhri, Arief, Sis dan Habib yang selalu menemani, menghibur dan membantu dalam pengerjaan naskah skripsi. Tama yang setia memberikan motivasi, doa, semangat dan kesabaran selama menyusun skripsi

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan demi

SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


kesempurnaan skripsi. Semoga skripsi ini dapat memberikan pengetahuan baru tentang potensi glukosamin dan ekstrak glukanase untuk menjadi alternatif terapi kandidiasis dan bermanfaat bagi perkembangan ilmu biokimia. Surabaya, Januari 2016 Penyusun,

Hera Lisna Ginawati

SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


Ginawati, H.L., 2016, Glukosamin Sebagai Inhibitor Bgl2 dan Pengaruhnya pada Eradikasi Biofilm Candida Albicans Bersama Ekstrak Glukanase, skripsi, dibawah bimbingan Prof. Dr. Afaf Baktir, M.S., Apt. dan Prof. Dr. Ni Nyoman Tri P., M.Si, Departemen Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga, Surabaya

ABSTRAK C. albicans dalam bentuk biofilm resisten terhadap berbagai obat antifungi, termasuk flukonazol. Resistensi ini disebabkan oleh keberadaan matriks ekstraseluler yang melapisi membrane dan dinding sel C. albicans. Enzim Bgl2 berperan dalam mensintesis komponen matriks ekstraseluler, yaitu β-1,3-glukan. Penelitian ini bertujuan : 1) mempelajari penggunaan glukosamin sebagai senyawa inhibitor terhadap Bgl2 , sehingga menghambat pembentukan matriks ekstraseluler; 2) perananan glukosamin, ekstrak glukanase dari Achatina fulica dalam

meningkatkan

kinerja

flukonazol

untuk

eradikasi

C.

albicans.

Penghambatan pertumbuhan matriks ekstraseluer biofilm dianalisis dengan kristal violet kemudian serapan diukur dengan microtiter plate reader pada λ 595. Sedangkan penghambatan pertumbuhan sel hidup C. albicans diamati menggunakan analisis viabilitas sel yang dianalisis dengan microtitre plate reader pada λ 490. Perlakuan dengan glukosamin dapat menghambat pembentukan matriks ekstraseluler C. albicans sebesar 83%. Perlakuan dengan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase dari Achatina fulica hambatan menjadi 87% menunjukkan penambahan. Berdasarkan analisis viabilitas sel, ekstrak glukanase dan flukanazol dapat menghambat pertumbuhan sel C. albicans sebesar 34%. Perlakuan campuran glukosamin, flukonazol, dan ekstrak glukanase dapat meningkatkan daya hambatnya menjadi 67%. Kata kunci : C. albicans, biofilm, glukosamin, ekstrak glukanase dari Achatina fulica, flukonazol, Bgl2,

SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


Ginawati, H.L., 2016, Glucosamine as Inhibitor Bgl2 and Its EFfect to Eradicate Biofilm C. albicans with Glucanase Extract, undergraduate thesis, Prof. Dr. Afaf Baktir, M.S., Apt. dan Prof. Dr. Ni Nyoman Tri P, M.Si, Department of Chemistry, Science and Technology Faculty, Universitas Airlangga, Surabaya

ABSTRACT C. albicans in the form of biofilm resistant to many antifungal drugs, including fluconazole. This resistance is caused by the presence of extracellular matrix coating the membrane and cell wall of C. albicans. Bgl2 enzyme plays a role in synthesizing extracellular matrix components, namely β-1,3-glucan. This study aims to: 1) study the use of glucosamine as an inhibitor compounds against Bgl2, thus inhibiting the formation of extracellular matrix; 2) the role of glucosamine, glucanase extract of Achatina fulica in improving the performance of fluconazole for eradication of C. albicans. Inhibition of the growth of the biofilm extracellular matrix were analyzed with crystal violet and then absorbance was measured with a microtiter plate reader at λ 595. While the inhibition of the growth of living cells of C. albicans was observed using analysis of cell viability were analyzed with the microtiter plate reader at λ 490. Treatment with glucosamine can inhibit the formation of extracellular matrix C. albicans by 83%. Treatment with a mixture of glucosamine and extract glucanase of Achatina fulica barriers to 87% indicates expansion. Based on the analysis of cell viability, and fluconazole glucanase extract can inhibit the growth of C. albicans cells by 34%. A mixture of glucosamine treatment, fluconazole, and glucanase extract could increase to 67% inhibitory power

Key words: C. albicans, biofilm, glucosamine, extract glucanase from Achatina fulica,fluconazole, Bgl2

SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i HALAMAN PENGESAHAN ............................... Error! Bookmark not defined. LEMBAR PENGESAHAN SKRIPSI .................................................................... ii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI ............................................................... iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINIALITAS . Error! Bookmark not defined. KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi ABSTRAK ........................................................................................................... viii ABSTRACT ........................................................................................................... ix DAFTAR ISI ........................................................................................................... x DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xvi BAB 1 ..................................................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang ...................................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah ................................................................................. 5

1.3

Tujuan Penelitian .................................................................................. 6

1.4

Manfaat Penelitian ................................................................................ 6

BAB II ..................................................................................................................... 7 2.1.

Candida albicans .................................................................................. 7

2.2.

Virulensi C. albicans ............................................................................ 9

2.3.

Biofilm C. albicans ............................................................................. 11

2.4.

Resistensi Biofilm C. albicans terhadap Antifungi ............................. 14

2.5.

Flukonazol........................................................................................... 15

2.6.

Ekstrak Enzim Achatina fulica ........................................................... 17

2.7.

Glukosamin sebagai Ligan Protein Bgl2 ............................................ 20

2.8.

Spektrofotometri UV-Vis.................................................................... 21

2.9.

Analisis Viabilitas Sel ......................................................................... 22

2.9.

Kristal Violet ....................................................................................... 24

2.10.

ELISA (Enzyme-Linked Immunobsorbent Assay) ............................. 26

2.11.

Scanning Electron Microscope (SEM) ............................................... 27

BAB III ................................................................................................................. 29 3.1.

SKRIPSI

Waktu dan Tempat Penelitian ............................................................. 29


HERA LISNA GINAWATI


3.2.

Bahan dan Alat Penelitian ................................................................... 29 3.2.1.

Bahan-bahan penelitian ......................................................... 29

3.2.1.

Alat-alat penelitian ................................................................ 30

3.3.

Diagram Alir Penelitian ...................................................................... 31

3.4.

Prosedur Penelitian ............................................................................. 32 3.4.1.

Persiapan bahan dan alat ....................................................... 32

3.4.2.

Pembuatan media................................................................... 32 3.4.2.1.

Media padat Saboraud Dextrose Agar (SDA) ...... 32

3.4.2.2.

Media cair Yeast Peptone Dextrose (YPD)........... 32

3.4.2.3.

Media spider.......................................................... 32

3.4.2.4. glukosa

Media cair Saboraud Dextrose Broth (SDB) 8% 33

3.4.3.

Pembuatan inokulum ............................................................. 33

3.4.4.

Penyimpanan C. albicans ...................................................... 33

3.4.5.

Inokulasi C. albicans dalam biakan padat ............................. 33

3.4.6.

Pembuatan biofilm................................................................. 34

3.4.7.

Karantina Achatina Fulica .................................................... 35

3.4.8.

Panen enzim dari Achatina Fulica ........................................ 35

3.4.9.

Uji variasi kadar glukosamin terhadap pembentukan biofilm C. albicans ............................................................................. 36

3.4.9.

Analisis biofilm dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) ................................................................ 36

3.4.10. Uji daya inhibisi glukosamin terhadap pembentukan matriks ekstraseluler biofilm C. albicans ........................................... 37 3.4.11. Analisis viabilitas sel ............................................................. 38 3.4.12.1. Pengukuran dengan metode XTT ......................... 38 3.4.12.2. Pegukuran dengan metode kristal violet ............... 38 BAB IV ................................................................................................................. 39 4.1.

Persiapan C. albicans .......................................................................... 39 4.1.1.

Regenerasi C. albicans .......................................................... 40

4.2.

Pembuatan Inokulum C. albicans ...................................................... 41

4.3.

Pembentukan Biofilm C. albicans ...................................................... 43

4.4.

Produksi Ekstrak Enzim Glukanase dari Achatina fulica ................... 44

SKRIPSI

4.4.1.

Karantina Achatina fulica ...................................................... 44

4.4.2.

Panen ekstrak glukanase dari Achatina fulica ....................... 45


HERA LISNA GINAWATI


4.5.

Uji Glukosamin dengan Variasi Kadar terhadap Pembentukan Biofilm C. albicans .......................................................................................... 46 4.5.1.

4.6.

4.7.

Analisis hasil Scanning Electron Microscope (SEM) biofilm C. albicans setelah perlakuan dengan ekstrak glukanase, glukosamin dan flukonazol.................................................... 52

Uji Daya Inhibisi Glukosamin terhadap Biofilm C. albicans ............. 57 4.6.1.

Pengaruh perlakuan glukosamin terhadap penurunan jumlah matriks ekstraseluler .............................................................. 57

4.6.2.

Pengaruh glukosamin terhadap penurunan jumlah sel hidup 59

Uji Inhibisi Pembentukan Matriks Ekstraseluler Biofilm C. albicans dengan Campuran Glukosamin dan Ekstrak Glukanase ..................... 61 4.7.1.

Pengaruh perlakuan glukosamin dan perlakuan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase terhadap penurunan matriks ekstraseluler biofilm C. albicans ........................................... 61

4.7.2.

Pengaruh perlakuan glukosamin dan perlakuan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase terhadap penurunan jumlah sel hidup................................................................................. 64

4.8.

Analisis Viabilitas Biofilm C. albicans Setelah Mendapatkan Perlakuan Campuran Ekstrak Glukanase, Glukosamin dan Flukonazol dan Perlakuan Campuran Ekstrak Glukanase dan Flukonazol ........... 66

4.9.

Ringkasan Analisis Viabiliatas Sel dan Matriks Ekstraseluler Sel Biofilm C. albicans setelah Perlakuan dengan Ekstrak Glukanase, Glukosamin dan Flukonazol ............................................................... 70

BAB V .................................................................................................................. 71 5.1.

Kesimpulan ......................................................................................... 71

5.2.

Saran ................................................................................................... 71

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 72

SKRIPSI


HERA LISNA GINAWATI


DAFTAR TABEL Nomor 2.1 2.2

2.3 4.1

SKRIPSI

Judul Tabel Obat-obat antifungi terbagi atas 4 kelas kategori utama Breakpoints klinis (CBPs) pada Candida spp. untuk menentukan isolat sebagai rentan (S) atau resisten (R) sesuai dengan in vitro nilai minimum konsentrasi hambatan yang paling relevan dengan obat antifungi Data kristal violet Analisis viabilitas sel dan matriks ekstraseluler sel biofilm C. albicans setelah perlakuan dengan ekstrak glukanase, glukosamin dan flukonazol pada variasi inkubasi 3 jam dan 6 jam yang di analisa dengan mircrotiter plate reader


Halaman 15 16

25 70

HERA LISNA GINAWATI


DAFTAR GAMBAR Nomor 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6

4.7

4.8

4.9 4.10 4.11

4.12

4.13

4.14 4.15

SKRIPSI

Judul Gambar Dinding sel C. albicans Tahapan pembentukan biofilm Flukonazol Anatomi Achatina fulica Glukosamin Struktur tetrazolium XTT dan Formazan Reaksi reduksi mendadione menjadi menadiol Struktur kristal violet Prinsip kerja SEM Diagram alir penelitian Gambaran skematis system pertumbuhan biofilm C. albicans secara in vitro Kultur stok C. albicans pada media padat SDA yang dibuat dengan metode gores (streak) Regenerasi C. albicans Profil pertumbuhan C. albicans tanpa perlakuan Biofilm pada membrane selulosa nitrat Panen cairan digestive dari Achatina fulica Hasil pengamatan makroskopis biofilm C. albicans setelah perlakuan dengan glukosamin selama 3 jam secara visual Hasil pengamatan makroskopis biofilm C. albicans setelah perlakuan dengan glukosamin selama 6 jam secara visual Hasil pengamatan makroskopis biofilm C. albicans setelah perlakuan dengan glukosamin selama 9 jam secara visual Hasil pengamamtan makroskopis biofilm C. albicans setelah perlakuan 9 jam Biofilm dengan perlakuan yang dikeringkan didalam oven dengan suhu 37°C selama 24 jam Hasil pengamatan makroskopis biofilm C. albicans setelah dilakukan proses pencucian dengan etanol bertingkat dan pengeringan selama 48 jam Hasil SEM (Scanning electron microscope) biofilm C. albicans yang ditumbuhkan selama 24 jam dengan perbesaran 5000x Hasil SEM (Scanning electron microscope) biofilm C. albicans yang diberikan perlakuan glukosamin, glukanase dan flukonazol dengan perbesaran 5000x Gambar SEM biofilm C. albicans Grafik penurunan biofilm C. albicans perlakuan


Halaman 8 12 17 18 20 23 24 26 27 31 35 39 40 42 44 46 47

48

49

50 50 51

53

55

56 58

HERA LISNA GINAWATI


4.16 4.17 4.18

4.19

4.20

4.21

4.22

4.23

4.24 4.25

SKRIPSI

glukosamin dengan variasi waktu inkubasi Grafik persentase hambatan dalam penurunan jumlah matriks ekstraseluler biofilm C. albicans Grafik jumlah sel hidup C. albicans dengan perlakuan glukosamin terhadap biofilm C. albicans. Grafik hambatan pertumbuhan biofilm C. albicans setelah mendapatkan perlakuan glukosamin dengan variasi waktu inkubasi Grafik penurunan biofilm C. albicans dengan perlakuan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase dan perlakuan glukosamin dengan variasi waktu inkubasi Grafik hambatan pertumbuhan biofilm C. albicans setelah mendapatkan perlakuan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase dan perlakuan glukosamin dengan variasi waktu inkubasi Grafik penurunan sel hidup biofilm C. albicans dengan perlakuan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase dan perlakuan glukosamin dengan variasi waktu inkubasi Grafik hambatan pertumbuhan biofilm C. albicans setelah mendapatkan perlakuan campuran glukosamin dan ekstrak glukanase dan perlakuan glukosamin dengan variasi waktu inkubasi. Grafik viabilitas biofilm dengan perlakuan campuran glukosamin, ekstrak glukanase dan flukonazol dan perlakuan campuran ekstrak glukanase dan flukonazol dengan variasi waktu inkubasi. Struktur β-1.3-glukan dan sisi pemotongannya oleh enzim β-1,3-glukanase ditunjukkan dengan tanda panah Grafik viabilitas biofilm dengan perlakuan campuran glukosamin, ekstrak glukanase dan flukonazol dan perlakuan campuran ekstrak glukanase dan flukonazol dengan variasi waktu inkubasi


59 60 61

62

63

64

65

66

68 69

HERA LISNA GINAWATI


DAFTAR LAMPIRAN Nomor 1 2 3 4 5 6

SKRIPSI

Judul Lampiran Pembuatan Reagen dan Media Topografi Microtitre plate Hasil Microtitre-plate Reader Data Hasil Pengukuran Sel Hidup dan Matriks Ekstraseluler biofilm C. albicans Persentase Hambatan Sel Hidup dan Matriks ekstraseluler biofilm C albicans Dokumentasi penelitian


Halaman 77 81 83 87 89 90

HERA LISNA GINAWATI

Glukosamin Sebagai Inhibitor Bgl2 dan Pengaruhnya dalam Eradikasi Biofilm Candida albicans Bersama Ekstrak Glukanase

Recommend Documents